СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ИЗ ФОСФОГИПСА Российский патент 1997 года по МПК C09C1/02 

Изобретение относится к производству белых наполнителей, а именно, к способам получения белого наполнителя из фосфогипса, используемого в промышленности при приготовлении различных композиционных материалов.

Известен способ получения белых наполнителей и пигментов из фосфогипса, включающий нейтрализацию исходного материала известковым молоком до pH 7, фракционирование его в гидроциклоне, либо в ином аппарате, с получением целевого продукта, дальнейшее сгущение пульпы, ее фильтрацию и сушку при 100-160^oC [1]
Недостатком способа является невысокое качество продукта по белизне (коэффициент отражения менее 85%) и влагосодержанию (0,7%), как следствие низких температур сушки. При получении белого наполнителя по способу [1] достигается укрывистость 2508 г/м² и маслоемкость 53 г/100 г.

Наиболее близким по техническому содержанию к изобретению является способ получения белого наполнителя из фосфогипса, включающий промывку исходного фосфогипса до содержания в нем водорастворимого Р₂0₅ 0,3-1,5% термообработку осадка при 550-650^oC в течение 1-2 ч и фракционирование с выделением целевого продукта. Таким образом достигается белизна готового продукта (К_отр=93,0-94,7%) и нужное влагосодержание 0,10-0,16% [2]
Недостатками способа являются невысокое качество наполнителя по показателям укрывистости и маслоемкости. Промышленная проверка способа [2] показала, что укрывистость получаемого продукта составляет 2310 г/см², а маслоемкость 49,0 г/100 г.

Изобретение решает задачу повышения качества белого наполнителя из фосфогипса по показателям укрывистости и маслоемкости.

Задача достигается тем, что фосфогипс после промывки до концентрации P₂O₅ в/p 0,3-1,5% подвергают высокоскоростной термообработке во взвешенном состоянии при начальной температуре теплоносителя 450-1000^oC в течение 0,25-5,0 с, а затем продукт термообрабатывают при 550-650^oC в течение 30-50 мин.

Данный способ реализуется при подаче отмытого фосфогипса первоначально в аппарат с полным выносом продукта типа трубы-сушилки, циклонной, вихревой сушилки, аппарата со встречными закрученными потоками, при использовании высокотемпературного теплоносителя с температурой до 1000^o С. Время пребывания продукта в аппарате составляет 0,25-5,0 с. После выгрузки из циклонов одного из перечисленных сушильно-прокалочных аппаратов измельченный активированный и частично обезвоженный горячий продукт подается в аппарат типа вращающейся барабанной печи, где происходит окончательное обезвоживание, перекристаллизация и релаксация дефектов микроструктуры вещества при 550-650^oC.

В табл. 1 описаны существенные признаки заявляемого способа в сопоставлении с признаками прототипа.

Условия и результаты экспериментов по получению белого наполнителя из фосфогипса приведены в табл. 2 в сравнении с известными способами. По белизне и влагосодержанию продукт, полученный по предлагаемому способу, удовлетворяет необходимым требованиям ТУ 301-11-23-93. Маслоемкость и укрывистость наполнителя, полученного по заявляемому способу ниже, чем по способам [1, 2]
Примеры осуществления способа. Промытый до концентрации P₂O₅ в/р 0,3-1,5% фосфогипс подвергают первой стадии термообработки при температуре 450^oC (155-165^oC) в течение 0,25-5,0 с и последующей прокалке при 650^oC в течение 1 ч (опыты 1 и 2). Получен готовый продукт с коэффициентом отражения 92,8-93,1% при влагосодержании 0,05-0,08% Маслоемкость наполнителя 49,0-49,7г/100 г, укрывистость - 1950-2380 г/м аналогично способу [2]
При повышении температуры на первой стадии термообработки до 450^oC (опыты 3 и 4) и времени пребывания продукта в аппарате в течение 0,25-2,0 с с последующей прокалкой продукта при 650^oC в течение 10-50 мин в соответствии со способом по изобретению маслоемкость и укрывистость наполнителя снижаются до 40-41,7 г/100 г и 1710-1870 г/м соответственно.

В диапазоне температур 650-1000^oC и времени 0,25-5,0 с, характеризующих первую стадию термообработки, и при 550-650^oC в течение 30 мин (условия проведения стадии прокалки (опыты 5-8)), получен готовый продукт с укрывистостью 1800-1820 г/м и маслоемкостью 41,1-42,0 г/100 г.

Увеличение температуры первой стадии термообработки до 1150^oC ухудшает качество продукта (опыты 10-12) при условиях проведения последующей прокалки аналогично опытам 1-3. Маслоемкость увеличивается до 44-46,2 г/100 г, а укрывистость до 2100-2180 г/м.

На второй стадии термообработки при 550-650^oC происходит окончательное обезвоживание материалов и релаксация дефектов микроструктуры. При температуре ниже 550^oC и времени менее 30 мин (опыт 13) в продукте увеличивается маслоемкость и укрывистость. Дальнейшее повышение температуры более 650^oC и продолжительности прокалки боле 50 мин качество продукта практически не меняется (опыты 14), причем в этом случае неоправданно растут энергозатраты и себестоимость продукта.

Таким образом, использование предлагаемого способа позволяет при сохранении энергозатрат и соответственно себестоимости продукта на уровне способа-прототипа, повысить качество продукта по укрывистости и маслоемкости, т. е. снизить эксплуатационный расход краски, куда входит наполнитель на 13-15%

Использование: для приготовления различных композиционных материалов. Промытый до P₂O₅ в/р 0,3-1,5% фосфогипс подвергают высокоскоростной термообработке во взвешенном состоянии при начальной температуре теплоносителя 450-1000^oC в течение 0,25-5,0 с, после чего продукт прокаливают при 550-650^oC в течение 30-50 мин. Технический результат: белизна и влагосодержание продукта удовлетворяет требованиям ТУ301-11-23-93. Улучшены маслоемкость и укрывистость наполнителя и соответственно снижен эксплуатационный расход краски с данным заполнителем на 13-15%. 2 табл.

Способ получения белого наполнителя из фосфогипса, включающий промывку его и последующую термообработку, отличающийся тем, что после промывки фосфогипс подвергают термообработке во взвешенном состоянии при начальной температуре теплоносителя 450 1000^oС в течение 0,35 5,0 с, а затем дополнительно термообрабатывают при 550 650^oС в течение 30 50 мин.